CN117463276B - 一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜及其应用，涉及化工设备技术领域，其包括：定位基座；反应釜，其固定于定位基座上，反应釜顶部罐盖处分别连设有进料口一、进料口二、进料口三和进料口四，且反应釜上端固定设置有动力电机；以及回流装置，其固定安装在定位基座上，回流装置上端通过进料口四与反应釜相连通，且回流装置下端通过进料口三与反应釜相连通；该反应釜在对内部加入的液体二次扩链反应升温搅拌过程中，挥发性的气体沿着导流道和导流孔再次导入混合溶液中，并间歇性通入氮气追赶回流装置以及反应釜内挥发的气体，使其循环流动直至被溶液完全吸收反应；且保证了改性聚氨酯树脂反应和制备的充分性。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域，具体是一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜及其应用。
背景技术
聚氨酯树脂是一种高分子材料，其自身具有良好的特性，如：机械性能好、耐腐蚀性较高、耐寒性能好、电绝缘性能优良等，被广泛应用于生产生活及各个工业领域中。现有的聚氨酯树脂制备过程中，改性聚氨酯树脂的生产多采用传统的间歇式釜式反应装置进行生产，该反应装置存在生产效率低、反应不充分等缺点，同时，其反应过程中所需的醇类和醚类受热挥发性较大，容易产生气体逃逸，致使扩链反应不能充分进行，对物料的浪费也较大。
因此，有必要提供一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜及其应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜及其应用，其包括：
定位基座；
反应釜，其固定于所述定位基座上，所述反应釜顶部罐盖处分别连设有进料口一、进料口二、进料口三和进料口四，且所述反应釜上端固定设置有动力电机；以及回流装置，其固定安装在所述定位基座上，所述回流装置上端通过所述进料口四与所述反应釜相连通，且所述回流装置下端通过所述进料口三与所述反应釜相连通。
进一步，作为优选，所述反应釜包括：
中心搅拌轴，其通过带传动与所述动力电机的输出端相连接，所述中心搅拌轴上安装有多片桨叶，且所述中心搅拌轴上自上而下的固定有负载座一、负载座二和负载座三；
温控层，其布设于所述反应釜的内壁，所述温控层用于所述反应釜内温度的调控设置。
进一步，作为优选，所述负载座一、所述负载座二和所述负载座三均由大端面和小端面组成，所述负载座一和所述负载座二的大端面始终保持向下，且所述负载座一和所述负载座二的结构均相同，所述负载座三为中空的盘式结构，其通过支轴与所述中心搅拌轴相固定。
进一步，作为优选，所述负载座一包括：
导流盘，其与所述中心搅拌轴相固定，所述导流盘内开设有多个径向的导流道和轴向的导流孔，且所述导流道与所述导流孔相连通；
封堵塞，其滑动设置于所述导流道内，且通过复位弹簧与所述导流道的内壁相连接。
进一步，作为优选，所述中心搅拌轴内开设有轴向的内通道，且所述内通道与所述导流道相连通。
进一步，作为优选，位于所述负载座一内的所述复位弹簧的弹性势能大于位于所述负载座二内的复位弹簧的弹性势能。
进一步，作为优选，所述回流装置包括：
罐体，固定在所述定位基座上，所述罐体上分别设置有进气口、出气口和排气口，所述进气口与所述进料口四相连通，其所述进气口处安设有阀体一，所述出气口与所述进料口三相连通，且所述出气口处安设有阀体二，所述罐体内壁固定有导向层、限位卡板和封隔板；
滑移塞体，其竖直移动设置在所述封隔板间，所述滑移塞体上端与所述罐体内顶部可伸缩的滑动连接，所述滑移塞体下端固定有支杆轴，所述支杆轴通过支撑弹簧与所述罐体内底部相连接。
进一步，作为优选，所述滑移塞体为上端面外径小于下端面外径，其中部的外径等于所述封隔板的内径，所述滑移塞体下端面的外径小于所述罐体的内径，且所述滑移塞体将所述罐体内分隔为两个腔室。
一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜的应用，其包括以下步骤：
S1.打开阀体一和出气口，通过进气口向反应釜内持续性供入氮气1min-2min；
S2.通过进料口一向反应釜内加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和二丁基二月桂酸锡(DBTDL)催化剂，并关闭出气口；
S3.再通过进料口二向反应釜内加入含三羟甲基丙烷(TMP)的三聚氰胺-甲醛树脂(MF)溶液，并启动中心搅拌轴对溶液进行搅拌；
S4.调控反应釜内的温度升至75℃～80℃，使其内部溶液进行扩链反应2小时；
S5.打开进料口一向反应釜内加入乙二醇和含硅聚醚，继续保持在75℃～80℃反应3小时进行扩链反应，同步的中心搅拌轴对反应釜的内部溶液搅拌，乙二醇和含硅聚醚受热挥发后沿着阀体一进入回流装置内，待滑移塞体下滑至固定距离后，监测装置反馈控制中心，控制中心控制阀体一半开，阀体二全开，并打开进气口向回流装置内间歇性供入氮气，挥发的乙二醇和含硅聚醚从阀门二进入中心搅拌轴内，并通过导流孔进入溶液内部，循环流动后，使其充分反应；
S6.启动温控器使得反应釜内冷却到40℃以下并加入三乙胺中和，通过进料口二加入去离子水洗涤后乳化，制得改性聚氨酯树脂。
与现有技术相比，本发明提供了一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜及其应用，具有以下有益效果：
本发明中，该反应釜在对内部加入的液体二次扩链反应升温搅拌过程中，挥发的醇类或醚类与氮气推动滑移塞体移动相对距离后，挥发性的气体沿着导流道和导流孔再次导入混合溶液中，并间歇性通入氮气追赶回流装置以及反应釜内挥发的气体，使其循环流动直至被溶液完全吸收反应；同时下置导流孔的导流盘在内部溶液排出的过程中使得溶液于盘体内无残留，从而保证了改性聚氨酯树脂反应和制备的充分性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中反应釜的结构示意图；
图3为本发明中反应釜的内部剖视结构示意图；
图4为本发明中负载座一、中心搅拌轴以及桨叶的结构示意图；
图5为图4中A处的放大结构示意图；
图6为本发明中回流装置的结构示意图；
图中：1、定位基座；2、反应釜；3、进料口一；4、进料口二；5、进料口三；6、进料口四；7、动力电机；8、回流装置；21、中心搅拌轴；22、桨叶；23、负载座一；24、负载座二；25、负载座三；231、导流盘；232、导流道；233、导流孔；234、复位弹簧；235、封堵塞；810、罐体；811、进气口；812、出气口；813、排气口；814、导向层；815、限位卡板；816、封隔板；817、滑移塞体；818、支杆轴；819、支撑弹簧。
具体实施方式
请参阅图1～图6，本发明实施例中，一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜及其应用，其包括：
定位基座1；
反应釜2，其固定于所述定位基座1上，所述反应釜2顶部罐盖处分别连设有进料口一3、进料口二4、进料口三5和进料口四6，且所述反应釜2上端固定设置有动力电机7；以及回流装置8，其固定安装在所述定位基座1上，所述回流装置8上端通过所述进料口四6与所述反应釜2相连通，且所述回流装置8下端通过所述进料口三5与所述反应釜2相连通。
请参阅图2和图3，所述反应釜2包括：
中心搅拌轴21，其与所述动力电机7的输出端相连接，所述中心搅拌轴21上安装有多片桨叶22，且所述中心搅拌轴21自上而下的固定有负载座一23、负载座二24和负载座三25；
温控层，其布设于所述反应釜2的内壁，温控层用于所述反应釜2内温度的调控设置；
启动动力电机7后，中心搅拌轴21转动，并使得桨叶22旋转，从而能够对反应釜2内的溶液进行搅拌。
作为较佳的实施例，所述负载座一23、所述负载座二24和所述负载座三25均由大端面和小端面组成，所述负载座一23和所述负载座二24的大端面始终保持向下，在内部溶液释放过程中，由于溶液重力的影响，进而降低了溶液在负载座一23和负载座二24内的残留，且所述负载座一23和所述负载座二24的结构均相同，所述负载座三25为中空的盘式结构，其通过支轴与所述中心搅拌轴21相固定，负载座一23和负载座二24用于二次扩链反应时，加热挥发的醚类和醇类的回流，使其与内部溶液充分反应，而负载座三25与桨叶22配合在溶液混合过程中，使其内部溶液呈涡流的形式快速被搅拌；
需要说明的是，二次扩链反应时，其注入的液体高度大于负载座一23在反应釜2中的垂直高度。
请参阅图4和图5，本实施例中,所述负载座一23包括：
导流盘231，其与所述中心搅拌轴21相固定，所述导流盘231内开设有多个径向的导流道232和轴向的导流孔233，且所述导流道232与所述导流孔233相连通；
封堵塞235，其滑动设置于所述导流道232内，且通过复位弹簧234与所述导流道232的内壁相连接；
也就是说，气体经径向的导流道232进入轴向的导流孔233内后，气体能够先推动封堵塞235径向移动，导流孔233逐渐被打开，气体进入溶液内部。
作为较佳的实施例，位于所述负载座一23内的所述复位弹簧234的弹性势能大于位于所述负载座二24内的复位弹簧的弹性势能。
作为较佳的实施例，所述中心搅拌轴21内开设有轴向的内通道，且所述内通道与所述导流道232相连通；
也就是说，气体进入中心搅拌轴21内后，其先推动负载座二24内的封堵塞径向移动，负载座二24内的导流孔逐渐被打开，在气体冲击的作用下，气体先于负载座二24的导流孔排入混合的溶液中，气体受到液压作用配合负载座二24内的复位弹簧的弹性势能较小，则再推动负载座一23内的封堵塞235径向移动，负载座一23内的导流孔233逐渐被打开，进而保证下层的负载座二24的气体释放量大于负载座一23的气体释放量，从而减小气体的逃逸速度，同时在配合桨叶22的搅拌作用，溶液能够与逃逸的气体充分的不断混合。
请参阅图1和图6，本实施例中,所述回流装置8包括：
罐体810，固定在所述定位基座1上，所述罐体810上分别设置有进气口811、出气口812和排气口813，所述进气口811与所述进料口四6相连通，其所述进气口811处安设有阀体一，所述出气口812与所述进料口三5相连通，且所述出气口812处安设有阀体二，所述罐体810内壁固定有导向层814、限位卡板815和封隔板816；
滑移塞体817，其竖直移动设置在所述封隔板816间，滑移塞体817上端可伸缩式与所述罐体810内顶部相连接，滑移塞体817下端固定有支杆轴818，所述支杆轴818通过支撑弹簧819与所述罐体810内底部相连接；
需要注意的是，所述罐体810内还设置有监测装置（图中未示出），监测装置能够监测滑移塞体817的轴向位移并反馈控制中心，从而启动氮气的供给。
作为较佳的实施例，所述滑移塞体817为上端面外径小于下端面外径，其中部的外径等于所述封隔板816的内径，所述滑移塞体817下端面的外径小于所述罐体810的内径，且所述滑移塞体817将所述罐体810内分隔为两个腔室，即为上腔室和下腔室，逃逸挥发的气体推动反应釜2内的氮气先于上腔室内累积，滑移塞体817向下轴向位移，当滑移塞体817的中部脱离封隔板816后，间歇式供应氮气，使得气体在反应釜2和罐体810内多次循环流动，有利于挥发的醚类与醇类的重复吸收。
一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜的应用，其包括以下步骤：
S1.打开阀体一和出气口812，通过进气口811向反应釜2内持续性供入氮气1min-2min；
S2.通过进料口一3向反应釜2内加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和二丁基二月桂酸锡(DBTDL)催化剂，并关闭出气口812；
S3.再通过进料口二4向反应釜2内加入含三羟甲基丙烷(TMP)的三聚氰胺-甲醛树脂(MF)溶液，并启动中心搅拌轴21对溶液进行搅拌；
S4.调控反应釜2内的温度升至75℃～80℃，使其内部溶液进行扩链反应2小时；
S5.打开进料口一3向反应釜2内加入乙二醇和含硅聚醚，继续保持在75℃～80℃反应3小时进行扩链反应，同步的中心搅拌轴21对该混合溶液搅拌，乙二醇和含硅聚醚受热挥发后沿着阀体一进入回流装置8内，待滑移塞体817下滑至固定距离后，监测装置反馈控制中心，控制中心控制阀体一半开，阀体二全开，并打开进气口811向回流装置8内间歇性供入氮气，挥发的乙二醇和含硅聚醚从阀门二进入中心搅拌轴21内，并通过导流孔233进入溶液内部，循环流动后，使其充分反应；
S6.启动温控器使得反应釜2内冷却到40℃以下并加入三乙胺中和，通过进料口二4加入去离子水洗涤后乳化，制得改性聚氨酯树脂。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜，其特征在于，其包括：
定位基座（1）；
反应釜（2），其固定于所述定位基座（1）上，所述反应釜（2）顶部罐盖处分别连设有进料口一（3）、进料口二（4）、进料口三（5）和进料口四（6），且所述反应釜（2）上端固定设置有动力电机（7）；以及回流装置（8），其固定安装在所述定位基座（1）上，所述回流装置（8）上端通过所述进料口四（6）与所述反应釜（2）相连通，且所述回流装置（8）下端通过所述进料口三（5）与所述反应釜（2）相连通；
所述反应釜（2）包括：
中心搅拌轴（21），其通过带传动与所述动力电机（7）的输出端相连接，所述中心搅拌轴（21）上安装有多片桨叶（22），且所述中心搅拌轴（21）自上而下的固定有负载座一（23）、负载座二（24）和负载座三（25）；
温控层，其布设于所述反应釜（2）的内壁，所述温控层用于所述反应釜（2）内温度的调控设置；
所述负载座一（23）、所述负载座二（24）和所述负载座三（25）均由大端面和小端面组成，所述负载座一（23）和所述负载座二（24）的大端面始终保持向下，且所述负载座一（23）和所述负载座二（24）的结构均相同，所述负载座三（25）为中空的盘式结构，其通过支轴与所述中心搅拌轴（21）相固定；
所述负载座一（23）包括：
导流盘（231），其与所述中心搅拌轴（21）相固定，所述导流盘（231）内开设有多个径向的导流道（232）和轴向的导流孔（233），且所述导流道（232）与所述导流孔（233）相连通；
封堵塞（235），其滑动设置于所述导流道（232）内，且通过复位弹簧（234）与所述导流道（232）的内壁相连接；
所述中心搅拌轴（21）内开设有轴向的内通道，且所述内通道与所述导流道（232）相连通；
位于所述负载座一（23）内的所述复位弹簧（234）的弹性势能大于位于所述负载座二（24）内的复位弹簧的弹性势能；
所述回流装置（8）包括：
罐体（810），固定在所述定位基座（1）上，所述罐体（810）上分别设置有进气口（811）、出气口（812）和排气口（813），所述进气口（811）与所述进料口四（6）相连通，其所述进气口（811）处安设有阀体一，所述出气口（812）与所述进料口三（5）相连通，且所述出气口（812）处安设有阀体二，所述罐体（810）内壁固定有导向层（814）、限位卡板（815）和封隔板（816）；
滑移塞体（817），其竖直移动设置在所述封隔板（816）间，所述滑移塞体（817）上端与所述罐体（810）内顶部可伸缩的滑动连接，所述滑移塞体（817）下端固定有支杆轴（818），所述支杆轴（818）通过支撑弹簧（819）与所述罐体（810）内底部相连接；
上述改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜的应用方法包括以下步骤：
S1.打开阀体一和出气口（812），通过进气口（811）向反应釜（2）内持续性供入氮气1min-2min；
S2.通过进料口一（3）向反应釜（2）内加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和二丁基二月桂酸锡(DBTDL)催化剂，并关闭出气口（812）；
S3.再通过进料口二（4）向反应釜（2）内加入含三羟甲基丙烷(TMP)的三聚氰胺-甲醛树脂(MF)溶液，并启动中心搅拌轴（21）对溶液进行搅拌；
S4.调控反应釜（2）内的温度升至75℃～80℃，使其内部溶液进行扩链反应2小时；
S5.打开进料口一（3）向反应釜（2）内加入乙二醇和含硅聚醚，继续保持在75℃～80℃反应3小时进行扩链反应，同步的中心搅拌轴（21）对反应釜（2）的内部溶液搅拌，乙二醇和含硅聚醚受热挥发后沿着阀体一进入回流装置（8）内，待滑移塞体（817）下滑至固定距离后，监测装置反馈控制中心，控制中心控制阀体一半开，阀体二全开，并打开进气口（811）向回流装置（8）内间歇性供入氮气，挥发的乙二醇和含硅聚醚从阀门二进入中心搅拌轴（21）内，并通过导流孔（233）进入溶液内部，循环流动后，使其充分反应；
S6.启动温控器使得反应釜（2）内冷却到40℃以下并加入三乙胺中和，通过进料口二（4）加入去离子水洗涤后乳化，制得改性聚氨酯树脂。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯树脂生产用混合反应釜，其特征在于，所述滑移塞体（817）为上端面外径小于下端面外径，其中部的外径等于所述封隔板（816）的内径，所述滑移塞体（817）下端面的外径小于所述罐体（810）的内径，且所述滑移塞体（817）将所述罐体（810）内分隔为两个腔室。
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